[发明专利]用于随钻测量数据传输的智能钻杆电磁参数设计方法

摘要

本发明公开了用于随钻测量数据传输的智能钻杆电磁参数设计方法，通过布线杆体传输线与电磁耦合接头的阻抗匹配连接进行智能钻杆的电磁参数设计；在电磁耦合接头的原边线圈并联上由电阻和电容组成的阻抗补偿元件，使耦合线圈输入阻抗与该补偿元件阻抗相并联的阻抗值与布线杆体传输线的特征阻抗值相等，实现布线杆体传输线与电磁耦合接头的阻抗匹配，在给定设计频率、传输线的单位长度电容、传输线的单位长度电感，电磁耦合线圈直径，环状高频磁芯的内环直径，环状高频磁芯的外环直径，线圈导线的直径，导线的电导率等参数条件下，通过电路分析与数学分析确定出智能钻杆电磁参数的设计规则。本发明的有益效果是可实现电遥测钻柱的高频信号传输，并获得较高的数据传输速率。

主权项

1.用于随钻测量数据传输的智能钻杆电磁参数设计方法，其特征在于按照以下步骤实现：(1)通过布线杆体传输线与电磁耦合接头的阻抗匹配连接进行智能钻杆的电磁参数设计；在电磁耦合接头的原边线圈并联上由电阻和电容组成的阻抗补偿元件，使耦合线圈输入阻抗与该补偿元件阻抗相并联的阻抗值与布线杆体传输线的特征阻抗值相等，实现布线杆体传输线与电磁耦合接头的阻抗匹配，在给定设计频率f_d、传输线的单位长度电容传输线的单位长度电感电磁耦合线圈直径d_c，环状高频磁芯的内环直径d₁，环状高频磁芯的外环直径d₂，线圈导线的直径d₀，导线的电导率ρ参数条件下，通过电路分析与数学分析确定出智能钻杆电磁参数的设计规则其中，R_c为传输线的特性阻抗，为传输线单位长度的电感，为传输线单位长度的电容，r_m为耦合线圈原边与副边线圈的电阻，k为原边线圈与副边线圈之间的耦合系数，L为耦合线圈电感，μ_r为高频磁芯的相对磁导率，R₂为阻抗补偿元件中的电阻，C₂为阻抗补偿元件中的电容。